Устройство для подавления дребезга контакта кнопки Советский патент 1983 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в электронных калькуляторах и абонентских телефонных аппаратах с кнопочно тастатурой. Известно устройство защиты от дре безга контактов с применением таймера, который блокирует кнопку в момент замыкания (размыкания) на время ее дребезга ГI. Однако данное устройство не обеспечивает полной защиты контакта от дребезга и имеет низкое быстродействие. . Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для подавления дре безга контакта кнопки, содержащее кнопку, вьгооды нормально замкнутого и нормально разомкнутого контактов которой через резисторы соединены с шиной питания, а средний вывод кнопки соединён с шиной нулевого потенциала, первый О-триггер, шину тактовых импульсов, соеданенную с С-входо первого D-григгера, вывод нормально разомкнутого контакта кнопки соединен с входом установки первого D-три гера Г23. Однако известное устройство вьщает выходной импульс единичного сраба тывания кнопки, пропорциональный по длительности времени ее нажатого состояния. Это не всегда удобно, так как в большинстве схемотехнических решений автоматики и вычислительной техники необходимо иметь выходной сигнал ручного управления синхронизированным как по переднему, так и по заднему фронту с импульсами тактовой частоты. Кроме того, устройство обладает низким быстродействием, что обусловлено подбором длительности тактовых импульсов большей нежели минимально возможное время отдельного изменения переходного сопротивления контакта кнопки. Это минимальное время в меха нических контактных системах (кнопках, тумблерах, переключателя лежит в пределах десятых долей милисекунды, а потому и частота тактовых импульсов устройства, в котором применяется данное техническое решение, не может быть вьппе единиц килогерц. Целью изобретения является повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем что в устройство для подавления дребезга контакта кнопки, содержащее кнопку, выводы нормально замкнутого и нормально разомкнутого контактов которой через резисторы соединены с шиной питания, а средний вывод кнопки соединен с шиной нулевого потенциала, первый D-триггер, шину тактовых импульсов, соединенную с С-входом первого D-триггера, вывод нормально разомкнутого контакта кнопки соединен с входом установки первого О-триггера, введены второй О-триггер и элемент И-НЕ, причем вывод нормально замкнутого контакта кнопки соединен с D-входом первого О триггера, инверсный выход которого соединен с первьв{ входом элемента И-НЕ и О-входом второго D-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соеди- нен с С-входом второго О-триггера, 1шна тактовых импульсов соединена с третьим входом элемента И-НЕ, выход нормально разомкнутого контакта кнопки соединен с входом сброса второго О-триггера. На фиг. 1 показана вункционапьная схема устройства защиты от дребезга контакта кнопки; на фяг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство защиты содержит кнопку 1, нормально замкнутый контакт 2, который соединен с входом О первого О-триггера 3 и через резистор 4 с шиной 5 питания, нормально разомкнутый контакт 6 кнопки 1 соединен с входами S и R соответственно первого и второго 0-триггеров 3 и 7, а также через резистор 8 - с шиной 5 питания, шина 9 тактовых импульсов соединена со счётным входом С первого О-триггера 3 и с первым входом элемента И-НЕ 10, два вторых входа ко -орой попарно соедине.ны с. инверсными выходами первого 0-триггеров, а ее выход, являясь- выходом П устройства, соединен со счетным входом С второго О-триггера 7, вход D которого в свою очередь соединен с инвертирующим выходом первого -О-триггера 3, третий некоммутируемый контакт 12 кнопки 1 соединен с нулевой имной устройства. На фиг. 2 обозначены временные диаграммы 01 и S,,R уровней сигнала на входе О первого О-триггера и на объединенных входах S и R соответственно первого и второго 0-триггеров в процессе нажатия и опускания кнопки 1, на начальных фазах которого изображен дребезг ее нормального зам кнутого и нормального разомкнутого контактов; временная диаграмма - С тактовых импульсов, которые поданы на вход С первого СЬ-триггера и на первый вход элемента И-НЕ; временные диаграммы - Q1 и Q2 уровней сигнала на инвертирукщих выходах первого и второго триггеров соответственно; временная диаграмма - Вых. выходного сигнала устройства. Устройство работает следующим образом. До нажатия кнопки 1 на инверсных выходах первого 3 и второго 7 D-триг геров находятся соответственно единичный и нулевой уровни, как показано на диаграммах Q и Q2 до момента времени t (фиг,2), Следовательно, на выходе элемента И-НЕ .0, равно как и на выходе устройства в целом, выходные сигналы нулевого уровня отсутствзпот. В процессе нажатия кнопки 1 первым начинает размыкаться контакт 2, а так как он соединен со вхо дом D первого D-триггера 3 и с шиной 5 пи.таиия через резистор 4, то дребезг контакта 2 выражается вре менной диаграммой D1 от t до tg,, при этом по переднему положительному фронту первого тактового импульса, совпадакмцего с появившимся единичным уровнем на входе D первого D-триггера 3, последний изменяет на своем инверсном выходе уро вень с единичного на нулевой соглас. но момента t диаграммы Ц1. При даль нейшем нажатии кнопки 1 в момент вре мени 1д возникает процесс установления нулевого уровня на объединенных входах 5 и R 0-триггеров 3 и 7 в результате замыкания контактов 6 и 12 кнопки 1 (диаграмма SR), при этом состояние триггера 3 не меняется, а нулевой уровень инвертирующего выхода О-триггера 7 изменяется на единичный (диаграмма U2). Выходной сигнал нулевого уровня на выходе элемен та И-НЕ 10 в данный момент также появиться не может. Не может он появиться и в интервалах времени oT-t до te (фаза установления нулевого уровня на объединенных входах SR), в интервале времени от t до t установившееся замкнутое состояние контакта 6 кнопки 1), в интервале времени от tg до t- и До tg, ког, когда сокнопка 1 возвращается в исходное 1 14 стояние, так как состояние триггеров в перечисленных интервалах времени не меняется. С момента времени tg возникает процесс установления замкнутого состояния контакта 2 кнопки 1, при этом rta входе D первого 0-три1 гера 3 в интервале времени от tg до t возникает процесс перехода единичного уровня на нулевой, вызванный Дребезгом замыкаемого контакта 6. В момент совпадения возникнувшегонулевого уровня на входе Dпервого О-триггера 3 с передним фронтом первого тактового импульса, нулевой уровень инвертирующего выхода триггера 3 меняется на единичный, что соответствует моменту времени tg и диаграммам D1, С1 и Q1, при этом на всех входах элемента И-НЕ 10 воэникают единичные уровни и, следовательно, на его вы-. ходе возникает нулевой уровень, синхронный с тактовым импульсом интерt - (диаграммы, вала времени 2,Вых.). Так как выход элемента И-НЕ 10 соединен с входом С второго D-триггера 7, на D-входе которого находится в данный момент единичный уровень инвертирующего выхода первого D-триггера 3, то по заднему фронту нулевого уровня выходного сигнала единичный уровень инвертирующего выхода второго D-триггера меняется на нулевой, и вся схема возвращается в исходное состояние (диаграм от момента времени t п Далее) . В данной схеме отсутствует так называемое состязание триггеров, в процессе которого могут возникать на выходе устройств короткие паразитные сигналы. Такой .паразитный сигнал, связанный с состязанием D-триггера и RS TpHrrepa в момент нажатия кнопки, может возникать в схеме известного устройства, так как состояние D-триггера не синхронизировано с первоначальным замыканием кнопки. Применение данного устройства защиты позволит получить унифицированный сигнал, синхронный с тактовыми импульсами, н повысить их частоту на столько, на сколько позволяют используемые логические элементы. Это значительно расширяет область его применения при ручном вводе информации любых цифровых и и myльcныx устройств. Как показали испытания, предлагаемое устройство защиты от дребезга контактов кнопки надежно работает в диапазоне частот до 2, мГц, при этом выходной сигнал строго соответствует по форме и фазе сигналам таковой частоты В процессе многократных циклов Лоомирований (350 нажатий кнопки) случаев сбоя или. искажения формы сигнала не наблюдалось.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ДРЕБЕЗГА КОНТАКТА КНОПКИ, содержащее кнопку, выводы нормально замкнутого и нормально разомкнутого контактов которой через резисторы соединены с Ш1цой питания, а средний вывод кнопки соединен с широй нулевого потен- циала, первый D-триггер, шину тактовых импульсов, соединенную с С-входом первого D-триггера, вывод нормально разомкнутого контакта кнопки соединен с входом установки первого О-тркггера, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй 0трнггер и элемент И-НЕ, причем вывод нормально замкнутого контакта кнопки соединён с D-входом первого D-тряггера, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ я р-входом второго 0-триггера, инверс 1а.1й выход которого соедашен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с С-входом второго D-тригге- g pa, шина тактовых импульсов соединена с третьим входом элемента И-НЕ, /Л вывод, нормально разомкнутого контакта кнопки соединен с входом сброса второго D-триггера. r-f-r-T игюп11|аш +1 О1 сь 4 tl

Ж it t3 П /Г

Фи&2